DE102018220719A1

DE102018220719A1 - Elektrik- und/oder Elektronikkomponente

Info

Publication number: DE102018220719A1
Application number: DE102018220719.4A
Authority: DE
Inventors: Thomas Bielesch; Michael Böhm; Wojciech Stasch
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2018-11-30
Filing date: 2018-11-30
Publication date: 2020-06-04

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Elektrik- und/oder Elektronikkomponente (10) mit einem Gehäuse (12), das einen Grundkörper (14) und einen Deckel (16) aufweist, die einen Innenraum (18) umschließen, mit mindestens einer Leiterplatte (22), die in dem Innenraum (18) des Gehäuses (12) angeordnet ist und mit elektronischen Bauelementen (24), die mit der Leiterplatte (22) zu einem Leiterplattenverbund (20) verbunden sind.Zur Verbesserung des Brandschutzes wird vorgeschlagen, dass der Deckel (16) eine zumindest teilweise an eine Kontur (48) des Leiterplattenverbundes (20) angepasste Form aufweist

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektrik- und/oder Elektronikkomponente mit einem Gehäuse, das einen Grundkörper und einen Deckel aufweist, die einen Innenraum umschließen, mit mindestens einer Leiterplatte, die in dem Innenraum des Gehäuses angeordnet ist, und mit elektronischen Bauelementen, die mit der Leiterplatte zu einem Leiterplattenverbund verbunden sind.
Solche Elektrik- und/oder Elektronikkomponenten wie z.B. Elektroantriebe mit integrierter Elektronik oder reine Elektronikkomponenten, wie z.B. Steuergeräte, sollen so konstruiert sein, dass bei Fehlfunktionen der Komponenten eine thermische Oxidation verhindert bzw. die Ausbreitung der thermischen Oxidation eingedämmt wird. Unter einer thermischen Oxidation wird die Oxidation von Elementen mit dem Luftsauerstoff verstanden, die durch eine erhöhte Temperatur in Gang gesetzt wird. Dabei zählt unter einer thermischen Oxidation sowohl ein Brand mit Flammen, als auch lediglich die Oxidation, die noch keine Flammen erzeugt.
Solche Elektrik- und/oder Elektronikkomponenten werden üblicherweise mit Sicherheitsschaltungen zur Messung der internen Temperatur ausgestattet oder mit eingebauten Schutzelementen, wie z.B. irreversible Thermosicherungen, welche eine Überhitzung sowie eine thermische Oxidation durch Abschaltung verhindern sollen.
Solche Schutzelemente sind kostenintensive Bauelemente. Zusätzlich verschlechtern diese Bauelemente das EMV-Verhalten, da diese in den Strompfad integriert werden müssen. Thermoschalter sind ebenfalls problematisch, da sie eine hohe Auslösetemperatur und hohe Auslösetoleranzen haben, so dass die Schutzfunktion nur bedingt gewährleistet ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte oder zumindest andere Ausführungsform einer Elektrik- und/oder Elektronikkomponente bereitzustellen, die sich insbesondere durch eine effektive und kostengünstige Schutzfunktion gegen die thermische Oxidation bereitstellt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst.
Die Erfindung basiert auf der Grundidee, den im Innenraum des Gehäuse verbleibenden Freiraum möglichst klein zu gestalten, so dass die für die thermische Oxidation zur Verfügung stehende Menge an Sauerstoff reduziert ist und somit die thermische Oxidation eingedämmt wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Deckel eine zumindest teilweise an eine Kontur des Leiterplattenverbundes aus Leiterplatte und elektronischen Bauelementen angepasste Form aufweist. Ohne eine solche Anpassung wäre der Abstand des Deckels zu der Grundplatte durch den Teil des Leiterplattenverbundes aus Leiterplatte und Bauelementen mit der höchsten Höhe definiert. Gegenüber einer solchen Anordnung kann mit einem zumindest teilweise an eine Kontur des Leiterplattenverbundes aus Leiterplatte und elektronischen Bauelementen angepassten Deckels der Abstand zwischen dem Deckel und dem Grundkörper zumindest abschnittsweise reduziert werden, so dass der verbleibende luftgefüllte Freiraum innerhalb des Innenraums des Gehäuses reduziert wird. Im Ergebnis wird dadurch die Menge an Sauerstoff, die für die thermische Oxidation zur Verfügung steht, reduziert, so dass im Falle einer erhöhten Temperatur und beginnenden thermischen Oxidation der Sauerstoff schnell verbraucht ist, so dass die thermischen Oxidation stoppt.
In der Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen ist die Höhenrichtung, in der beispielsweise die Höhe des Leiterplattenverbundes aus Leiterplatte und elektronischen Bauelementen durch die Richtung senkrecht zu einer durch die Leiterplatte definierte Leiterplattenebene definiert.
Eine bevorzugte Variante sieht vor, dass der Deckel zylindersegmentförmige Abschnitte aufweist, die an die Form von zylinderförmigen elektronischen Bauelementen angepasst sind. Dadurch kann der mittlere Abstand zwischen dem Deckel und dem Grundkörper verringert werden, so dass das Volumen des Innenraums verkleinert wird.
Eine weitere bevorzugte Variante sieht vor, dass der Deckel einen Bereich mit einer niedrigen Ebene und einer hohen Ebene umfasst, wobei die hohe Ebene einen größeren Abstand zu dem Grundkörper aufweist, als die niedrige Ebene. Die niedrige Ebene sorgt für eine Verkleinerung des Volumens des Innenraums. Die hohe Ebene sorgt für einen Abstand zu Bauelementen, die nicht in Kontakt zu dem Deckel treten dürfen, wie beispielsweise Anschlüsse für Elektrische Zuleitungen.
Eine günstige Lösung sieht vor, dass die Leiterplatte und die elektronischen Bauelemente, also der Leiterplattenverbund, mindestens 50%, vorzugsweise mindestens 60% und besonders bevorzugt mindestens 70% des Volumens des Innenraums des Gehäuses einnehmen. Dadurch beträgt der mit Luft gefüllte Freiraum maximal 50%, 40% bzw. 30% des Volumens des Innenraums des Gehäuses, so dass die Sauerstoffmenge innerhalb des Gehäuses reduziert ist.
Eine weitere günstige Möglichkeit sieht vor, dass ein gasgefüllter Freiraum innerhalb des Innenraums kleiner als 40% des Gesamtvolumens des Innenraums beträgt, besonders bevorzugt kleiner als 20% des Gesamtvolumens des Innenraums. Somit ist die zur Verfügung stehende Menge an Sauerstoff noch weiter reduziert.
Eine vorteilhafte Lösung sieht vor, dass die Elektrik- und/oder Elektronikkomponente eine Einlage aus nicht brennbarem Material aufweist, die in dem Innenraum angeordnet ist. Diese Einlage kann die Räume, welche nicht von dem Leiterplattenverbundes aus Leiterplatte und elektronischen Bauelementen eingenommen sind, einnehmen, so dass der mit Luft gefüllte Freiraum verringert wird und somit die Sauerstoffmenge innerhalb des Gehäuses weiter reduziert wird.
Eine weitere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass im Bereich des Leiterplattenverbundes ein minimaler Abstand zwischen Deckel und dem Grundkörper kleiner als 50% einer maximalen Höhe des Leiterplattenverbundes beträgt. Durch diese Verringerung des minimalen Abstands zwischen Deckel und dem Grundkörper wird ebenfalls unnötiger Freiraum innerhalb des Gehäuses reduziert, so dass insgesamt die Sauerstoffmenge innerhalb des Gehäuses reduziert werden kann.
Eine zweckmäßige Variante sieht vor, dass der Deckel an mindestens zwei der elektronischen Bauelemente, die eine unterschiedliche Höhe aufweisen, in thermischen Kontakt liegt. Durch den Kontakt des Deckels zu den Bauelementen ist der Freiraum, der mit Luft gefüllt sein kann, noch weiter verringert. Zusätzlich kann durch den thermischen Kontakt Wärme von den elektronischen Bauelementen über den Deckel nach außen abgegeben werden.
In thermischen Kontakt heißt insbesondere ohne Luftspalt. Ferner können beispielsweise die den thermischen Kontakt verbessernde Zwischenschichten aus Wärmeleitpaste oder Wärmeleitkleber vorgesehen sein.
Eine weitere zweckmäßige Variante sieht vor, dass mindestens zwei der elektronischen Bauelemente, mit denen der Deckel in thermischem Kontakt liegt, eine der Leiterplatte abgewandte Kühlfläche aufweisen, an der der Deckel anliegt, und die jeweils einen Abstand zu einer Leiterplattenebene aufweisen, und dass sich die Abstände der Kühlflächen zu der Leiterplattenebene von mindestens zwei der elektronischen Bauelemente, mit denen der Deckel in thermischen Kontakt liegt, unterscheiden. Dadurch kann den unterschiedlichen Bauhöhen der elektronischen Bauelemente Rechnung getragen werden und dennoch ein direkter Kontakt zwischen Deckel und möglichst fehlende elektronische Bauelemente erreicht werden.
Eine vorteilhafte Möglichkeit sieht vor, dass der Grundkörper Metall, vorzugsweise Aluminium aufweist. Metalle und insbesondere Aluminium sind hitzebeständig und unter normalen Bedingungen feuerfest. Dadurch bleibt die Dichtheit des Gehäuses gewährleistet, so dass das Gehäuse ein Eindringen von Sauerstoff im Fall einer thermischen Oxidation verhindern kann und eine weitere Ausbreitung der thermischen Oxidation verhindern kann.
Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit sieht vor, dass der Deckel Metall, vorzugsweise Aluminium, aufweist. Metall, insbesondere Aluminium, sind hitzebeständig und sind bei normalen Bedingungen feuerfest. Dadurch kann das Gehäuse verhindern, dass im Falle einer thermischen Oxidation Sauerstoff aus der Umgebung in den Innenraum nachströmen kann.
Eine weitere besonders vorteilhafte Möglichkeit sieht vor, dass das Gehäuse eine Druckausgleichsöffnung aufweist, die von einer Druckausgleichsmembran abgedeckt ist, dass das Gehäuse einen Auffangraum aufweist, der an der Druckausgleichsöffnung angeordnet ist, dass der Auffangraum von einer Auffangraumwand begrenzt ist und dass die Auffangraumwand einen Wandabschnitt aufweist, der der äußeren Druckausgleichsöffnung gegenüber liegt. Dadurch ist eine Art Labyrinth gebildet, so dass kein direkter Weg aus dem Innenraum des Gehäuses nach außen gegeben ist. Dies erschwert zum einen ein Nachströmen von Sauerstoff. Zum anderen kann dies im Falle von Flammenbildung ein Herausschlagen von Flammen aus dem Gehäuse verhindern, so dass die Gefahr einer Ausbreitung der thermischen Oxidation reduziert ist.
Eine weitere besonders vorteilhafte Möglichkeit sieht vor, dass das Gehäuse eine Ausnehmung in einem Wandabschnitt der Auffangraumwand aufweist, die den Auffangraum vom restlichen Innenraum des Gehäuses abgrenzt. Dies ermöglicht den Druckausgleich zwischen dem Innenraum des Gehäuses und der Umgebung über den Auffangraum.
Eine günstige Lösung sieht vor, dass der Grundkörper mindestens eine runde Ausnehmung zur Leitungsdurchführung aufweist, dass durch die Ausnehmung eine elektrische Leitung mit rundem Querschnitt geführt ist und dass eine Ringdichtung die Leitung in der Ausnehmung abdichtet. Die Verwendung von runden Ausnehmungen und runden Leitungen ermöglicht die Verwendung von besonders dünnen Ringdichtungen. Dies ist günstig im Fall von hohen Temperaturen, bei welchen die Dichtungen schmelzen können. Dadurch kann erreicht werden, dass dennoch nur ein geringer Ringspalt zwischen der elektrischen Leitung und der die runde Ausnehmung umgebenden Wand des Grundkörpers entsteht. Dadurch ist der mögliche Sauerstoffaustausch in einem Brandfall reduziert, so dass die Gefahr der Ausbreitung der thermischen Oxidation verringert wird.
Günstig ist es, wenn die Ringdichtung an der Leitung angeklebt ist, so dass eine Lagesicherung der Dichtung innerhalb der Ausnehmung gegeben ist. Ferner kann die elektrische Leitung einen Umformungsabschnitt aufweisen, der einen nicht runden Querschnitt aufweist, so dass die Ringdichtung durch einen Formschluss an der richtigen Stelle gehalten werden kann.
Ferner sieht eine weitere günstige Lösung vor, dass die elektrische Leitung mit rundem Querschnitt an den Enden jeweils einen Umformungsabschnitt aufweist, der eine flache Verbindungsfläche aufweist, über welchen die elektrische Leitung mit Kontakten verschweißt oder verlötet werden kann.
Eine weitere besonders günstige Lösung sieht vor, dass der Grundkörper mindestens drei runde Ausnehmungen zur Leitungsdurchführung aufweist, dass durch jede der Ausnehmungen eine elektrische Leitung mit rundem Querschnitt geführt ist, und dass in jeder der drei Ausnehmungen eine Ringdichtung angeordnet ist, die die Leitung in der Ausnehmung abdichtet. Diese drei Leitungen können beispielsweise die Phasenleitung für einen elektrisch kommutierten Elektromotor sein, der vorzugsweise direkt an dem Gehäuse angeordnet ist.
Eine bevorzugte Variante sieht vor, dass das Gehäuse, insbesondere der Grundkörper, eine Ausnehmung für elektrische Zuleitungen aufweist, in welcher Dichtmasse zur Abdichtung der elektrischen Zuleitung angeordnet ist, und dass die Zuleitung mindesten an der Ausnehmung abgewinkelt sind. Durch das Abwinkeln der Zuleitungen ist die Querschnittsfläche, über welche Gase geradlinig aus dem Innenraum oder in den Innenraum des Gehäuses strömen könnten, falls die Dichtmasse abgebrannt ist, reduziert. Dadurch ist ebenfalls eine Art Labyrinth gebildet, das ein Austreten von Flammen aus dem Gehäuse bzw. ein Eintreten von Sauerstoff in das Gehäuse reduziert.
Eine günstige Variante sieht vor, dass solche elektrischen Zuleitungen Steuerleitungen und elektrische Leistung führende Leitungen sind.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
Figurenliste

1 eine perspektivische Ansicht auf eine Elektrik- und/oder Elektronikkomponente gemäß einer ersten Ausführungsform,
2 eine Explosionsdarstellung der Elektrik- und/oder Elektronikkomponente aus 1,
3 eine Schnittdarstellung durch die Elektrik- und/oder Elektronikkomponente aus 1 entlang der Schnittebene A-A,
4 eine perspektivische Ansicht auf einen Deckel der Elektrik- und/oder Elektronikkomponente aus 1,
5 eine Darstellung eines Leiterplattenverbundes aus der Leiterplatte mit an der Leiterplatte verbundenen elektronischen Bauelementen der Elektrik- und/oder Elektronikkomponente aus 1,
6 eine perspektivische Ansicht auf einen Elektromotor der Elektrik- und/oder Elektronikkomponente aus 1,
7 eine perspektivische Außenansicht auf einen Grundkörper des Gehäuses der Elektrik- und/oder Elektronikkomponente aus 1,
8 eine perspektivische Innenansicht auf den Grundkörper aus 7,
9 eine perspektivische Darstellung von elektrischen Zuleitungen der Elektrik- und/oder Elektronikkomponente aus 1,
10 eine perspektivische Ansicht der Zuleitungen aus 9 mit einer daran angespritzten Anschlussabschnitt,
11 eine perspektivische Ansicht auf elektrische Zuleitungen aus 10 mit zusätzlicher Dichtungsmasse.

Eine in 1 dargestellte erste Ausführungsform einer Elektrik- und/oder Elektronikkomponente 10 umfasst ein Gehäuse 12, das einen Grundkörper 14 und einen Deckel 16 aufweist. Das Gehäuse 12 umschließt einen Innenraum 18 in welchem ein Leiterplattenverbund 20 aus mindestens einer Leiterplatte 22 und elektrischen Bauelemente 24 angeordnet ist. Ferner weist die Elektrik- und/oder Elektronikkomponente 10 eine elektrische Zuleitung 26 auf, über welche Steuersignale und elektrische Energie der Elektrik- und/oder Elektronikkomponente 10 zugeführt werden können. Schließlich weist die Elektrik- und/oder Elektronikkomponente 10 einen Elektromotor 28 auf, der drei Phasen aufweist und elektrisch kommutiert wird. Insbesondere werden die drei Phasen durch den Leiterplattenverbund 20 aus Leiterplatte 22 und den elektronischen Bauelementen 24 der Elektrik- und/oder Elektronikkomponente 10 angesteuert. Vorzugsweise ist der Elektromotor 28 angrenzend zu dem Gehäuse 12 angeordnet.
Der Leiterplattenverbund 20 weist eine oder mehrere Leiterplatten 22 auf, auf welchen die elektronischen Bauelemente 24 angeordnet sind. Solche elektronischen Bauelemente 24 können Halbleiterschalter 30 sein, über welche der Elektromotor 28 geregelt wird. Ferner kann ein Mikrokontroller 32 zur Steuerung der Halbleiterschalter 30 und damit des Elektromotors 28 vorgesehen sein. Ebenfalls können als elektronische Bauelemente 24 eine Endstördrossel 34, ein EMV-Kondensator 36 und ein Zwischenkondensator 38 vorgesehen sein. Des Weiteren weist der Leiterplattenverbundes 20 an der mindestens einen Leiterplatte 22 Kontakte 40 für Phasenleiter 42 des Elektromotors 28, und Leistungsanschlüsse 44 und Steuerungsanschlüsse 46 für die elektrische Zuleitung 26 auf.
Aufgrund der unterschiedlichen Größen der elektronischen Bauelemente 24 weist der Leiterplattenverbund 20 eine variable Höhe auf. Die Höhe ist dabei in einer Höhenrichtung 47 definiert, die senkrecht zu der Ebene, die durch die Leiterplatte 22 definiert wird, verläuft.
Beispielsweise sind die Entstördrossel 34, und die Kondensatoren 36 und 38 größer als beispielsweise der Mikrocontroller 32 oder die Halbleiterschalter 30, so dass diese eine größere Höhe einnehmen. Ähnlich verhält es sich mit den Kontakten 40, die zwar eine niedrigere Höhe aufweisen, als die Entstördrossel 34 und die Kondensatoren 36 oder 38, allerdings eine größere Höhe als die Halbleiterschalter 30 und der Mikrocontroller 32.
Die auf der Leiterplatte 22 angeordneten und mit dieser verbundenen insbesondere elektrisch verbundenen elektronischen Bauelemente 24 bilden somit eine Kontur des Leiterplattenverbunds 20.
Um ein möglichst geringes Freiraumvolumen innerhalb des Innenraums 18 des Gehäuses 12 zu erzielen, weist der Deckel 16 eine Form auf, die zumindest abschnittsweise an die Kontur 48 des Leiterplattenverbunds 20 angepasst ist. Durch diese Anpassung der Form des Deckels 16 können unnötige Freiräume bzw. Abstände zwischen dem Leiterplattenverbund 20 und dem Deckel 16 vermieden werden, so dass das für Luft zur Verfügung stehende Volumen verringert ist.
Dadurch nimmt der Leiterplattenverbund 20 einen relativ großen Anteil des Volumens des Innenraums 18 des Gehäuses 12 ein. Vorzugsweise nimmt der Leiterplattenverbund 20 mindestens 50% des Volumens des Innenraums 18 des Gehäuses 12 ein.
Zur weiteren Reduktion des gasgefüllten Freiraums kann beispielsweise eine Einlage aus nicht brennbarem Material in dem Innenraum 18 angeordnet sein, so dass der gasgefüllte Freiraum innerhalb des Innenraums 18 kleiner als 30, vorzugsweise kleiner als 20% des Gesamtvolumens des Innenraums beträgt.
Der Deckel 16 ist dabei derart geformt, dass der Deckel 16 in Kontakt zu mindestens zwei der elektronischen Bauelemente 24 liegt. Durch den Kontakt, insbesondere thermischen Kontakt, werden Luftspalte verhindert, die zum einen zu dem Freiraumvolumen beitragen würden und somit die in dem Innenraum 18 befindliche Sauerstoffmenge erhöhen würden. Zum anderen kann dadurch Wärme von den elektronischen Bauelementen 24 über den Deckel 16 an die Umgebung abgegeben werden.
Beispielsweise ist der Deckel 16 derart geformt, dass er in thermischen Kontakt zu Entstördrossel 34, zu dem EMV-Kondensator 36 und zu dem Zwischenkondensator 38 liegt, die in etwa auf derselben Höhe liegen. Darüber hinaus ist der Deckel 16 weiter derart geformt, dass er auch in Kontakt zu den Halbleiterschaltern 30 und dem Mikrocontroller 32 steht, die eine deutlich geringere Höhe aufweisen als beispielsweise die Entstördrossel 34.
Der thermische Kontakt zwischen dem Deckel 16 und den elektronischen Bauelementen 24 kann beispielsweise durch eine Wärmeleitpaste oder Wärmeleitkleber noch weiter verbessert werden.
Dadurch, dass der Deckel 16 sowohl an höheren elektronischen Bauelementen 24, wie der Entstördrossel 34, und an niedrigeren elektronischen Bauelementen 24, wie beispielsweise den Halbleiterschaltern 30, anliegt, wird unnötiger Freiraum reduziert.
Wie beispielsweise in 4 dargestellt ist, weist der Deckel 16 zylindersegmentförmige Abschnitte 51 auf, die an die Form der zylinderförmigen elektronischen Bauelemente 24, wie beispielsweise der Entstördrossel 34, des EMV-Kondensators 36 oder des Zwischenkondensators 38 angepasst sind. Die zylindersegmentförmigen Abschnitte 51 im Deckel können aber auch andere Formen aufweisen, da diese abhängig von den darunterliegenden Bauelementen sind und ggf. auch so geformt sind, dass das Gesamtkonstrukt des Deckels auch eine gewisse Steifigkeit aufweist.
Darüber hinaus weist der Deckel 16 einen Bereich 53 auf, welcher im Wesentlichen durch zwei Ebenen mit verschiedenen Höhen gekennzeichnet ist. Der niedrigere Ebene 55 ist derart ausgebildet, dass der Deckel 16 mit den niedrigen elektronischen Bauelementen 24, wie dem Halbleiterschalter 30 und dem Mikrocontroller 32 in Kontakt treten kann. Die höhere Ebene 57 ist dazu gedacht, genügend Freiraum für die Kontakte 40 und Befestigungsschrauben, mit welchen der Leiterplattenverbund 20 bzw. die Leiterplatte 22 mit dem Grundkörper 14 verbunden sind, bereitzustellen.
Der Deckel 16 weist beispielsweise Metall, vorzugsweise Aluminium auf. Insbesondere ist der Deckel 16 aus einem Blech geformt, beispielsweise durch ein Tiefziehverfahren. Somit lassen sich die gewünschte Formgebung des Deckels 16 in einfacher Weise und kostengünstiger Weise erzielen. Ferner weist der Deckel 16 einen umlaufenden Schweißrand 50 auf, welcher eben ausgeführt ist und an eine Schweißfläche 49 des Grundkörpers 14 angepasst ist.
Der Deckel 16 und der Grundkörper 14 sind miteinander verschweißt, beispielsweise durch ein Laserschweißverfahren.
An der dem Deckel 16 gegenüberliegender Seite liegt der Leiterplattenverbund 20 vorzugsweise an dem Grundkörper 14 an, so dass zwischen Grundkörper 14 und dem Leiterplattenverbund 20 Luftspalte vermieden oder zumindest sehr klein gehalten werden können.
Zur Vermeidung von zu großen Druckunterschieden zwischen dem Innenraum 18 und der Umgebung weist die Elektrik- und/oder Elektronikkomponente 10 eine Druckausgleichsvorrichtung 52 auf. Die Druckausgleichsvorrichtung 52 weist eine äußere Druckausgleichsöffnung 54 auf, die von einer Membran 56 abgedeckt ist. Die Membran 56 ist dabei vorzugsweise gasdurchlässig aber flüssigkeitsabweisend ausgebildet.
Ferner weist die Druckausgleichsvorrichtung 52 einen Auffangraum 58 auf, der an der äußeren Druckausgleichsöffnung 54 angeordnet ist. Dadurch kann der Auffangraum 58, beispielsweise bei Beschädigung der Membran 56 Wasser, das durch die äußere Druckausgleichsöffnung 54 eindringen konnte, auffangen, so dass ein Eindringen von Wasser in den Innenraum 18 verhindert werden kann.
Der Auffangraum 58 weist eine Auffangraumwand 60 auf, welche den Auffangraum 58 begrenzt und abschnittsweise von dem Innenraum 18 trennt.
Die Druckausgleichsvorrichtung 52 weist eine innere Druckausgleichsöffnung 62 auf, die in der Auffangraumwand 60 angeordnet ist und eine fluidische Verbindung zwischen dem Auffangraum 58 und dem Innenraum 18 bildet. Die innere Druckausgleichsöffnung 62 ist nicht in einer Linie mit der äußeren Druckausgleichsöffnung 54 angeordnet, so dass Flüssigkeit, die eventuell durch die äußere Druckausgleichsöffnung 54 in den Auffangraum 58 eindringt, nicht direkt durch die innere Druckausgleichsöffnung 62 gelangen kann.
Insbesondere ist ein Abschnitt der Auffangraumwand 60 gegenüber der äußeren Druckausgleichsöffnung 54 angeordnet, die Flüssigkeit, die durch die äußere Druckausgleichsöffnung 54 in den Auffangraum 58 eindringt, zunächst abhält.
Der Auffangraum 58, die äußere Druckausgleichsöffnung 54 und die innere Druckausgleichsöffnung 62 bilden somit ein Labyrinth, das ein Eindringen und Austreten von Gasen oder Flüssigkeiten erschwert.
Dadurch ist auch ein Schutz vor thermischer Oxidation, insbesondere der Ausbreitung der thermischen Oxidation gegeben. Zum einen kann dadurch die Menge an Sauerstoff, die in das Gehäuse nachströmen kann, verringert werden. Zum anderen kann dadurch verhindert werden, dass Flammen, die im Innenraum 18 des Gehäuses 12 entstehen könnten, austreten.
Ferner weist der Grundkörper 14 Ausnehmungen 64 für elektrische Leiter 66, beispielsweise die Phasenleiter 42 des Elektromotors 28. Die Ausnehmungen 64 durchdringen den Grundkörper 14, so dass eine Durchführung von dem Innenraum 18 des Gehäuses 12 nach außen gegeben ist, durch welche die Phasenleiter 42 sich erstrecken können.
Die Ausnehmungen 64 sind rund ausgebildet. Die Phasenleiter 42 sind insbesondere in einem Abschnitt, der in sich innerhalb der Ausnehmung 64 erstreckt, mit einem runden Querschnitt ausgebildet.
Ferner ist in den Ausnehmungen 64 eine Ringdichtung 70 angeordnet, welche die Phasenleiter 42 gegenüber der Ausnehmung 64 abdichtet. Durch die Wahl der runden Querschnitte kann eine besonders dünne Ringdichtung 70 verwendet werden. Im Falle einer thermischen Oxidation, bei welcher die Gefahr besteht, dass die Ringdichtung 70 schmilzt oder abbrennt, bleibt somit nur eine kleine Lücke zwischen den Phasenleitern 42 und dem die Ausnehmungen 64 umgebenden Material des Grundkörpers 14. Dadurch ist ein Sauerstoffaustausch über diese Ausnehmung 64 eingeschränkt. Ebenfalls kann das Herausschlagen von Flammen somit eingeschränkt werden.
Die Phasenleiter 42 können einen oder mehrere Umformungsabschnitte 68 aufweisen. Vorzugsweise weisen die Phasenleiter 42 die Umformungsabschnitt 68 an den Enden aus. Dabei bilden die Umformungsabschnitte 68 eine ebene Fläche, an welcher die Phasenleiter 42 beispielsweise mit Kontakten 40 der Leiterplatte 22 verlötet oder verschweißt werden können.
Ferner kann auch ein Umformungsabschnitt 68 zur Lagesicherung der Ringdichtung 70 vorgesehen sein.
Zur Durchführung der Zuleitung 26 weist der Grundkörper 14 des Gehäuses 12 eine Ausnehmung 72 für die Zuleitung 26 auf. Die Ausnehmung 72 durchdringt den Grundkörper 14, so dass eine Verbindung von dem Innenraum 18 nach au-ßen gegeben ist. Die Zuleitung 26 erstreckt sich durch die Ausnehmung 42. Die Zuleitung 26 weist dabei mehrere einzelne Leiter auf, die mit den Leistungsanschlüssen 44 und für den Steuerungsanschlüssen 46 der Leiterplatte 22 verbunden sind.
Die Ausnehmung 72 ist vorzugsweise länglich und möglichst schmal ausgebildet, um den Zwischenraum zwischen dem Material des Grundkörpers 14 und den Adern der Zuleitung 26 klein zu halten.
Die Adern 74 der Zuleitung 26 sind dabei abgewinkelt, insbesondere im Bereich und angrenzend zu der Ausnehmung 72. Durch diese abgewinkelte Form wird der möglicherweise entstehende Strömungsquerschnitt für ein- und austretende Gase aus dem Innenraum 18 verringert.
Die Adern 74 sind in einem Endbereich mit Kunststoff umspritzt und der dadurch einen Anschlussabschnitt 78 der Zuleitung 26 bildet, wie es beispielsweise in 10 dargestellt ist. Zusätzlich ist an dem Anschlussabschnitt 78 Dichtmasse 80 vorgesehen, welche die Ausnehmung 72 in dem Grundkörper 14 abdichtet.

Claims

Elektrik- und/oder Elektronikkomponente (10) - mit einem Gehäuse (12), das einen Grundkörper (14) und einen Deckel (16) aufweist, die einen Innenraum (18) umschließen, - mit mindestens einer Leiterplatte (22), die in dem Innenraum (18) des Gehäuses (12) angeordnet ist und - mit elektronischen Bauelementen (24), die mit der Leiterplatte (22) zu einem Leiterplattenverbund (20) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (16) eine zumindest teilweise an eine Kontur (48) des Leiterplattenverbundes (20) angepasste Form aufweist.
Elektrik- und/oder Elektronikkomponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (16) zylindersegmentförmige Abschnitte (51) aufweist, die an die Form von zylinderförmigen elektronischen Bauelementen (24) angepasst sind.
Elektrik- und/oder Elektronikkomponente nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (16) einen Bereich (53) mit einer niedrigen Ebene (55) und einer hohen Ebene (57) umfasst, wobei die hohe Ebene (57) einen größeren Abstand zu dem Grundkörper (14) aufweist, als die niedrige Ebene (55).
Elektrik- und/oder Elektronikkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (22) und die elektronischen Bauelemente (24) mindestens 50% des Volumens des Innenraums (18) des Gehäuses (12) einnehmen.
Elektrik- und/oder Elektronikkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein gasgefüllter Freiraum innerhalb des Innenraums (18) kleiner als 40% des Gesamtvolumens des Innenraums (18) beträgt.
Elektrik- und/oder Elektronikkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, die Elektrik- und/oder Elektronikkomponente (10) eine Einlage aus nichtbrennbarem Material aufweist, die in dem Innenraum (18) angeordnet ist.
Elektrik- und/oder Elektronikkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Leiterplattenverbunds (20) ein minimaler Abstand zwischen Deckel (16) und dem Grundkörper (14) kleiner als 50% einer maximalen Höhe des Leiterplattenverbunds (20) beträgt.
Elektrik- und/oder Elektronikkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (16) an mindestens zwei der elektronischen Bauelemente (24), die eine unterschiedliche Höhe aufweisen, in thermischen Kontakt liegt.
Elektrik- und/oder Elektronikkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (14) Metall aufweist, vorzugsweise Aluminium, und/oder dass der Deckel (16) Metall, vorzugsweise Aluminium aufweist.
Elektrik- und/oder Elektronikkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, - dass das Gehäuse (12) eine Druckausgleichsöffnung (54) aufweist, die von einer Druckausgleichsmembran (56) abgedeckt ist, - dass das Gehäuse (12) einen Auffangraum (58) aufweist, der an der Druckausgleichsöffnung (54) angeordnet ist, - dass der Auffangraum (58) von einer Auffangraumwand (60) begrenzt ist, und - dass die Auffangraumwand (60) einen Wandabschnitt aufweist, der der äußeren Druckausgleichsöffnung (54) gegenüber liegt.
Elektrik- und/oder Elektronikkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, - dass der Grundkörper (14) mindestens eine runde Ausnehmung (64) zur Leitungsdurchführung aufweist, - dass durch die Ausnehmung (64) eine elektrische Leitung (66) mit rundem Querschnitt geführt ist, und - dass eine Ringdichtung (70) die Leitung (66) in der Ausnehmung (64) abdichtet.
Elektrik- und/oder Elektronikkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, - dass der Grundkörper (14) mindestens drei runde Ausnehmungen (64) zur Leitungsdurchführung aufweist, - dass durch jede der Ausnehmungen (64) eine elektrische Leitung (66) mit rundem Querschnitt geführt ist, und - dass in jeder der drei Ausnehmungen (64) eine Ringdichtung (70) angeordnet ist, die die Leitung (66) in der Ausnehmung abdichtet.
Elektrik- und/oder Elektronikkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, - dass das Gehäuse (12), insb. der Grundkörper (14), eine Ausnehmung (72) für elektrische Zuleitungen (26) aufweist, in welcher Dichtmasse (80) zu Abdichtung der elektrischen Zuleitungen (26) angeordnet ist, und - dass die Zuleitungen (26) mindestens an der Ausnehmung (72) abgewinkelt sind.